JPH03226276A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JPH03226276A
JPH03226276A JP2021090A JP2109090A JPH03226276A JP H03226276 A JPH03226276 A JP H03226276A JP 2021090 A JP2021090 A JP 2021090A JP 2109090 A JP2109090 A JP 2109090A JP H03226276 A JPH03226276 A JP H03226276A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、低周波交流を直流を介して高周波交流に変換
して出力する電源回路に関する。
（従来の技術） 近年、商用交流電源に接続される照明用のインバータな
どの電源回路の入力電流に対する高周波の規制は年々厳
しくなってきている。そして、従来のように、単に高効
率であることだけでは不十分であり、低歪入力を実現す
る回路が要求されている。
そして、このように低歪入力を実現するために、入力に
チョッパ回路を設けて、入力電流を制御する構成が知ら
れている。
ところが、入力にチョッパ回路を設けると、電源回路の
構成が、チョッパ回路とインバータ回路の２段変換とな
って部品点数が増加し、安価に構成することができない
。
そこで、たとえば特開昭６１−９４５６９号公報に示さ
れる構成が知られている。この回路は、第５図に示すよ
うに、商用交流電源１の出力端に、整流回路２が接続さ
れ、この整流回路２の出力端の一方に、リアクタ３の一
端が接続され、リアクタ３の他端には、平滑用の電解コ
ンデンサ４が接続されている。
また、電解コンデンサ４に対して並列に、逆導通形スイ
ッチ５および逆導通形スイッチ６の直列回路が接続され
るとともに、２つのコンデンサ７．８の直列回路が接続
され、逆導通形スイッチ５および逆導通形スイッチ６の
接続点は、整流回路２の他端に接続されている。
そうして、２つの逆導通形スイッチ５．６の接続点と、
２つのコンデンサ７．８の接続点との間に、負荷９が接
続されている。
そして、逆導通形スイッチ５と逆導通形スイッチ６とが
交互に高周波にてオン・オフを繰返し、インバータの動
作をするとともに、逆導通形スイッチ５がチョッパの動
作をして平滑コンデンサ４を充電する。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の回路の場合、チョッパ作用に
より昇圧されるため、直流電圧は交流電圧のピーク電圧
の２倍以上に設計する必要があり、たとえば交流１００
ｖの場合は直流約３００■で、スイッチ素子の選択上の
問題はないが、交流２００ｖの場合は直流６００ｖにな
り、スイッチ素子の選択が難しくなる。
また、チョッパ作用により入力電流が断続するので、平
滑するためのフィルタ回路が必要であり、相当の大きさ
のキャパシタンスおよびインダクタンスを必要とする。
さらに、逆導通形スイッチ５が１つで全容量のスイッチ
ングを負担するので、少なくとも逆導通形スイッチ５は
電流定格の大きなものが必要である等によりコストが高
い問題を有している。
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、入力電流の
脈動素子の耐圧容量および小さくすることにより、コス
トの低減を図った電源回路を提供することを目的とする
。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 請求項１の電源回路は、交流電源と、この交流電源に接
続され全波整流する全波整流回路と、この全波整流回路
の出力端に接続され、平滑コンデンサおよび２組のイン
ダクタ、前記全波整流回路の出力に順方向のダイオード
からなる直列回路と、前記平滑コンデンサに並列に接続
された２個の直列接続された逆導通形スイッチと、前記
２個のインダクタのそれぞれに関連して設けられ、それ
ぞれのインダクタの蓄積エネルギーを前記平滑コンデン
サに供給する回路を形成する少なくとも２個のコンデン
サとを具備したものである。
請求項２の電源回路は、交流電源と、この交流電源に接
続され全波整流する全波整流回路と、この全波整流回路
の出力端に接続され、平滑コンデンサおよび２個のダイ
オードからなる直列回路と、前記平滑コンデンサに並列
に接続された２個の直列接続された逆導通形スイッチと
、前記整流回路の少なくとも一方の出力端および前記２
個の逆導通形スイッチの接続点間に接続されたインダク
タと、このインダクタに関連して設けられ、前記２個の
逆導通形スイッチの交互のオン・オフに応じて前記イン
ダクタの蓄積エネルギーを前記平滑コンデンサに供給す
る経路を形成する少なくとも２個のコンデンサとを具備
したものである。
（作用） 請求項１の電源回路は、交流電源の交流を全波整流回路
で全波整流し、直列に接続された２つのコンデンサで電
圧をそれぞれ１／２に分圧する。
また、平滑コンデンサと逆導通形スイッチとにて、ハー
フブリッジインバータの動作を行ない、さらに、直列に
接続された２つのコンデンサからの電力をそれぞれイン
ダクタに一時的に蓄積し、それぞれの逆導通形スイッチ
をスイッチング動作させることにより、２組の昇圧形チ
ョッパの動作を行なわせる。
請求項２の電源回路は、交流電源の交流を全波整流回路
で全波整流し、直列に接続された２つのコンデンサで電
圧をそれぞれ１／２の分圧する。
また、平滑コンデンサと逆導通形スイッチとにて、ハー
フブリッジインバータの動作を行ない、さらに、コンデ
ンサからの電力をインダクタに一時的に蓄積し、それぞ
れの逆導通形スイッチをスイッチング動作させることに
より、２組の昇圧形チョッパの動作を行なわせる。
（実施例） 以下、本発明の電源回路の一実施例を図面を参照して説
明する。
第１図において、ＩＩは商用交流電源で、この商用交流
電源１１は、コンデンサ１２およびインダクタ１３から
なる入力フィルタ１４を介して、全波整流回路としての
ダイオードブリッジ１５の入力端に接続されている。ま
た、ダイオードブリッジ１５の出力端には、サイリスタ
１６と並列に接続された抵抗１７とゲート制御装置１８
とからなる突入電源防止回路Ｉ９が接続されている。そ
して、突入電流防止回路１９を介したダイオードブリッ
ジＩ５の両端間には、直列に接続された２つのコンデン
サ２１．２２が接続されているとともに、インダクタ２
３、ダイオードブリッジ１５の出力に対して順方向のダ
イオード２４、平滑コンデンサ２５、ダイオードブリッ
ジ１５の出力に対して順方向のダイオード２６およびイ
ンダクタ２７の直列回路が接続されている。また、平滑
コンデンサ２５に対して並列に、２つの直列接続された
電界効果トランジスタ３１．３２が接続されており、こ
れら電界効果トランジスタ３１．３２は、それぞれダイ
オードブリッジ１５の出力とは逆阻止方向のダイオード
３３．３４が接続されており、さらに、電界効果トラン
ジスタ３１およびダイオード３３と、電界効果トランジ
スタ３２およびダイオード３４とで、それぞれ逆導通形
スイッチ３５．３６が形成されている。
そして、これら逆導通形スイッチ３５．３６の接続点と
、コンデンサ２１．２２の接続点とが接続されている。
なお、各電界効果トランジスタ３１．３２には、高周波
のオン・オフ制御する制御回路３７．３８がそれぞれ接
続されている。さらに、分圧用の直列接続された２つの
コンデンサ４１．４２が、平滑コンデンサ２５に対して
並列に、接続されている。
そうして、逆導通形スイッチ３５．３６の接続点と、コ
ンデンサ４１．４２接続点との間に負荷４３を接続する
。この負荷４３は、インダクタ４４を介して放電ランプ
４５のフィラメント４６．　４７に接続し、フィラメン
ト４６．４７間に始動用コンデンサ４８を接続している
。
なお、平滑コンデンサ２５の直流電圧は、負荷４３の交
流電圧以上に定め、また、インダクタ２３゜２７の値は
、電界効果トランジスタ３１．３２のオン時間、負荷の
容量から一旦電流が零にまで低下する（蓄積エネルギー
を放出し切る。）電流不連続モードとなるように設定す
る。
次に上記実施例の動作について説明する。
商用交流電源１１からの電力を入力フィルタ１４および
ダイオードブリッジ１５を介して入力する。
これにより、コンデンサ２Ｉおよびコンデンサ２２で、
それぞれ１／２に分圧され、２つの直流電源となる。
なお、ここで、コンデンサ２１．２２は商用交流電源１
１の周波数成分に対しては、いわゆる平滑作用を行なう
ものではない。この状態で電界効果トランジスタ３１お
よび電界効果トランジスタ３２を高周波で交互にオン・
オフさせる。
まず、電界効果トランジスタ３■がオンし、電界効果ト
ランジスタ３２がオフする。これにより、コンデンサ２
】の電荷は、コンデンサ２１．インダクタ２３、ダイオ
ード２４、電界効果トランジスタ３１およびコンデンサ
２１の経路にて流れ、インダクタ２３が、フンデソ＋’
ｈＸからエキ】νギーを１える。ｔＬ１コンデンサ２２
の電荷は、コンデンサ２２、ダイオド３３、平滑コンデ
ンサ２５、ダイオード２６、インダクタ２７およびコン
デンサ２２の経路にて流れ、インダクタ２７がエネルギ
ーを放出して平滑コンデンサ２５を充電する。
次に、電界効果トランジスタ３１がオフし、電界効果ト
ランジスタ３２がオンする。これにより、コンデンサ２
１の電荷は、コンデンサ２１、インダクタ２３、ダイオ
ード２４、平滑コンデンサ２５、ダイオード３４および
コンデンサ２１の経路に流れ、インダクタ２３がエネル
ギーを放出して平滑コンデンサ２５を充電する。また、
コンデンサ２２の電荷は、コンデンサ２２、電界効果ト
ランジスタ３２、ダイオード２６、インダクタ２７およ
びコンデンサ２２の経路にて流れ、インダクタ２７が、
コンデンサ２２からのエネルギーを蓄える。
このような動作を繰返して、１８０°位相差のある２つ
の昇圧チョッパ動作を行なう。
さらに、電界効果トランジスタ３１および電界効果トラ
ンジスタ３２が交互に高周波でオン・オフすることによ
り、ハーフブリッジインバータとしての動作を行ない、
負荷に高周波を供給する。
上記実施例によれば、平滑コンデンサ２５の直流電圧を
、負荷４３の交流電圧のピーク値以上に定め、インダク
タ２３．２７の値を電流不連続モードとしたので、低周
波の入力電流は入力電圧波形に近くなり、高力率・低歪
を達成できる。
このように、１／２容量のチョッパを１８０゜位相差で
２台並列に接続したので、入力電流の脈動が打消されて
従来より入力電流の脈動が少なくなるので、入力フィル
タ１４も簡素化でき、コストを低減することができる。
そして、２つのコンデンサ２Ｌ　２２にて、整流された
電圧を分圧するので、交流電圧２００Ｖでも、直流電圧
的３００Ｖの低圧設計が可能で、電流容量、耐圧の小さ
な逆導通形スイッチ３５．３６を使用することができ、
コストを低減することができる。
また、他の実施例を第２図を参照して説明する。この第
２図に示す電源回路は、第１図に示すコンデンサ２２に
代えて、突入電流防止回路１９を介したダイオードブリ
ッジ１５の両端間に、コンデンサ５１を接続したもので
ある。
そして、この第２図に示す回路は、電界効果トランジス
タ３１をオフからオンにすると、コンデンサ２１および
ダイオード３３を介して流れていた電流が、インダクタ
２３およびダイオード２４に分流されるものである。
さらに、他の実施例を第３図を参照して説明する。この
第３図に示す電源回路は、第１図に示すコンデンサ２１
に代えて、第２図と同様にコンデンサ５１を接続したも
のである。
またさらに、他の実施例を第４図を参照して説明する。
この第４図に示す電源回路は、第１図に示す電源回路の
２つのインダクタ２３．２７に代えて、コンデンサ２１
およびコンデンサ２２の接続点と、逆導通形スイッチ３
５および逆導通形スイッチ３６の接続点との間に、１つ
のインダクタ５６を接続したものである。
上記第２図に示す実施例によれば、第１図に示す回路に
比べ、高周波リプルの増加はあるものの、部品個数の減
少および高力率化を達成できる。
なお、インダクタ５６には三角波状の交流電流が流れる
ことになる。
また、第４図に示す回路においても、第２図に示すよう
に、コンデンサ２２に代えて、突入電流防止回路１９を
介したダイオードブリッジ１５の両端間に、コンデンサ
を接続してもよく、さらに、第３図に示すように、コン
デンサ２１に代えて、突入電流防止回路１９を介したダ
イオードブリッジ１５の両端間に、コンデンサ５１を接
続してもよい。
またさらに、いずれの実施例においても、負荷４３は、
平滑コンデンサに対して、並列に接続してもよい。
〔発明の効果〕 請求項１の発明によれば、昇圧チョッパ作用およびイン
バータ作用を複合化し、高効率、低歪化できるので、部
品の低減化を図れるとともに、２個の逆導通形スイッチ
を路間等にチョッパ作用させ、各逆導通形スイッチに印
加される電圧を低くしたので、従来に比べ耐電圧の小さ
な部品を用゛いることができるので、コストの低減化を
図ることができる。
さらに、請求項２の発明によれば、インダクタを１つに
したので、よりコストの低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の電源回路の一実施例を示す回路図、第
２図は同上他の実施例を示す回路図、第３図はまた他の
実施例を示す回路図、第４図はさらに他の実施例を示す
回路図、第５図は従来例を示す回路図である。 １１・・交流電源、１５・・全波整流回路、２１．２２
、５１・・コンデンサ、２３．　２７．５６・・インダ
クタ、２４．２６・・ダイオード、３５．３６・・逆導
通形スイッチ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）交流電源と、 この交流電源に接続され全波整流する全波整流回路と、 この全波整流回路の出力端に接続され、平滑コンデンサ
    および２組のインダクタ、前記全波整流回路の出力に順
    方向のダイオードからなる直列回路と、 前記平滑コンデンサに並列に接続された２個の直列接続
    された逆導通形スイッチと、 前記２個のインダクタのそれぞれに関連して設けられ、
    それぞれのインダクタの蓄積エネルギーを前記平滑コン
    デンサに供給する回路を形成する少なくとも２個のコン
    デンサと、を具備したことを特徴とした電源回路。
  2. （２）交流電源と、 この交流電源に接続され全波整流する全波整流回路と、 この全波整流回路の出力端に接続され、平滑コンデンサ
    および２個のダイオードからなる直列回路と、 前記平滑コンデンサに並列に接続された２個の直列接続
    された逆導通形スイッチと、 前記整流回路の少なくとも一方の出力端および前記２個
    の逆導通形スイッチの接続点間に接続されたインダクタ
    と、 このインダクタに関連して設けられ、前記２個の逆導通
    形スイッチの交互のオン・オフに応じて前記インダクタ
    の蓄積エネルギーを前記平滑コンデンサに供給する経路
    を形成する少なくとも２個のコンデンサと、 を具備したことを特徴とした電源回路。
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